Большинство ИК-датчиков работающих на отражение по схеме светодиод - фотодиод требуют настройки, либо чувствительности фотоприемника, либо мощности излучения.
Эта настройка нужна для того, чтобы ограничить расстояние действия датчика до расстояния, на котором расположен охраняемый объект. В противном случае, при дальности действия датчика более нужной, если убрать объект, луч может отразиться, например, от противоположной стены и датчик может не заметить исчезновения объекта.
Здесь предлагается схема ИК-датчика, дальность действия которого автоматически настраивается после его включения (или после нажатия кнопки S1). Датчик нужно просто расположить напротив объекта, нацелив на объект его сенсор. Затем включить.
При этом зажигается красный индикаторный светодиод и начинается автоматическая настройка, после окончания которой светодиод гаснет, а еще спустя несколько секунд датчик выходит на режим охраны (зажигается зеленый светодиод). И срабатывает если это расстояние увеличивается или объект выходит из зоны его чувствительности.
Рассмотрим схему датчика. HL1 - ИК светодиод, уровень яркости его свечения регулируется при помощи ЦАП на резисторах R19-R22 и транзисторных ключей VT6-VT9. На базы этих транзисторов поступает двоичный четырех разрядный код с выхода счетчика 03 (через модулирующие ключи D4). В результате, ток через HL1 будет тем больше, чем больше числовое значение кода на выходах счетчика.
Таким образом, при работе счетчика начиная с нуля ток через HL1 изменяется 16-ю ступенями от некоторого минимального до некоторого максимального значения. Соответственно меняется и яркость свечения HL1, а значит, и расстояние, на котором его свет может быть зафиксирован фотоприемником постоянной чувствительности
Отраженный ИК-свет попадает на интегральный фотоприемник А1 (фотоприемник системы ДУ от телевизора). Фотоприемник представляет собой резонансный компаратор, который, преимущественно реагирует на ИК-свет, модулированный частотой 36 кГц. Причем, благодаря встроенному компаратору, он имеет достаточно резкий порог восприятия, ниже которого ИК-свет он не воспринимает.
Поэтому, максимальная дальность приема ИК-сигнала, излучаемого светодиодом НИ будет пропорциональна яркости его излучения, то есть, току через светодиод. Именно по уровню нижней границы этого тока и производится определение расстояния до объекта.
Так как для нормальной работы ИК-фотоприемника А1 требуется модулированный частотой 36 кГц ИК-сигнал, модуляция осуществляется при помощи ключей микросхемы D4, через каналы которой уровни с выхода счетчика поступают на ключи. Генератор модулирующей частоты 36 кГц выполнен на элементах D1.3 и D1.4, его импульсы поступают на управляющие электроды ключей D4.
И так, в момент включения питания происходит быстрая установка счетчика D3 в нулевое состояние зарядным током конденсатора С4. В это же время происходит принудительная установка триггера D2.1-D2.2 в единичное состояние и фиксация его в этом состоянии в течение нескольких секунд (это время определяется параметрами цепи R4-C5).
Далее, начинает работать мультивибратор D1.1-D1.2, генерирующий импульсы частотой около 10-15 Гц. Эти импульсы поступают на вход С счетчика D2 и его выходной код начинает увеличиваться. Постепенно нарастает и ток через ИК светодиод HL1. Если перед сенсором, состоящим из фотоприемника А1 и светодиода HL1 (они разделены между собой так, чтобы не было прямой оптической связи) находится какой-то предмет, то ИК свет, излучаемый светодиодом HL1 отражается от этого предмета и попадает на светочувствительную поверхность А1.
То тех пор, пока уровень ИК-света, попадающего на А1 ниже его порога чувствительности, на выходе А1 будет высокий логический уровень (горит индикаторный светодиод HL2 красного цвета, показывающий что идет процесс настройки). Как только яркость HL1 увеличится настолько, что уровень освещенности А1 превысит его порог чувствительности, на выходе А1 появится логический ноль. Это заблокирует мультивибратор D1.1-D1.2 и счетчик остановится на достигнутом к этому моменту состоянии. Яркость светодиода HL1 больше не будет нарастать и установится на этом значении.
Одновременно, погаснет светодиод HL2. обозначив этим завершение процесса автоматической настройки. Спустя некоторое время, закончится зарядка С5 через R4 и датчик войдет в рабочий режим, что будет обозначено зажиганием зеленого светодиода HL3.
Если теперь охраняемый предмет отодвинуть или убрать вовсе, уровень отраженного ИК света, поступающего на А1 уменьшится (или прекратится вовсе), на выходе А1 появится логическая единица, которая переключит триггер D2.1-D2.2 в нулевое состояние. Транзисторный ключ VT3 откроется и включит нагрузку (например, реле, управляющее сиреной или звонком).
Кнопка S1 сдвоенная, она служит для установки датчика в исходное состояние и запуска автоматической настройки яркости ИК светодиода.
Конструкция датчика схематически показана на рисунке. Основой служит готовый пластмассовый корпус, внутри которого установлена плата с ИК-светодиодом и фотоприемником. а так же. на этой плате расположена непрозрачная перегородка, которая исключает прямое попадание света от светодиода и фотоприемник. Тип инфракрасного светодиода не известен, использован светодиод для пультов ДУ телевидеотехники.
Налаживание заключается в подборе сопротивлений R19-R22 под конкретный ИК светодиод, так чтобы получить необходимый диапазон перестройки дальности чувствительности датчика.
